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热固性粉末涂料国内标准现状分析

日期: 2020-11-26

本文介绍了粉末涂料国内标准的现状、与液体涂料相比在标准上的差异性，强调了粉末涂料行业的发展离不开标准的发展；重点分析了国内生活饮用水输配水设备用粉末涂料标准现状和重防腐领域粉末涂料标准的现状。
 

关键词：粉末涂料；国家标准；行业标准；饮用水输配水设备用粉末涂料标准；重防腐涂料标准
引言
 
截止至2018年的统计数据显示：粉末涂料在整个涂料市场的占有率依旧不足10%，随着国家政策和法规对VOCs管控力度的增加，“油转水”“油转粉”“高固含”成为几大热点话题。虽然粉末涂料与水性或者高固含油漆相比受到高温烘烤和基材的限制，但是随着粉末涂料的技术瓶颈的突破，其应用前景不容小觑。随着粉末涂料应用行业的增加以及市场领域的扩大，相应地对标准的需求随之而来。而标准是引领和带动整个行业发展的根本所在。粉末涂料行业协会、制造企业以及相关的上下游企业都有责任积极参或者引领粉末涂料相关标准的制定、建议中，共同为该行业的发展打造一个良好的环境和氛围。一流的企业做标准、二流的企业做品牌、三流的企业做产品。引领行业标准、作为行业标杆应该是每个优秀企业所追求的终极目标。
纵观粉末涂料相关的国家标准粉末涂料相较于油性涂料而言，发展历史较短、市场占有率较低，在标准方面的发展也比较落后，相关的标准比较少。截止至目前，在国家标准中，粉末涂料直接相关的现行标准只有35个，其中国家标准20个，行业标准有13个，地方标准2个；行业标准具体有交通行业4个、化工行业7个、有色金属和铁路运输各1个。然而实际上粉末涂料的应用领域比这要广泛的多。也就是说，很多行业缺少了粉末涂料的标准要求。近几年，国家标准也相继进行了一系列改革，其中国家标准委员会提出了“中国标准2035”，旨在改革、完善、优化中国标准，让中国标准走在世界的前列。2017年4月中国材料与试验团体标准委员会(CSTM)在北京成立，并相继启动了共享平台，国家大力提倡团体标准的发展，将标准和市场需求紧密结合。2019年6月5日，中关村材料试验技术联盟发布了两个关于粉末涂料的团体标准立项项目：《专业作业车用粉末涂料》和《粉末涂料中氟含量的测定 选择离子电极法》。前者对于规范和提高专用作业车用粉末涂料的水准将有重要意义，后者将为制定氟碳粉末涂料的标准奠定基础。除了在专用作业车领域和超耐候的氟碳粉末涂料领域，粉末涂料还应用在重防腐、绝缘电子、绝缘母排、高反射建筑物、生活饮用水阀门配件、交通公路护栏、汽车零配件、新能源汽车、光伏发电、照明等行业。因为生活饮用水与民生息息相关，而在重防腐领域，粉末涂料有着很大的潜力，所以下面重点针对这两个领域的标准情况进行介绍。
生活饮用水输配水设备用粉末涂料标准现状国内与输配水设备用防护涂料相关的标准可以参见表1。输配水领域，涂料属于输配水用的防护材料，卫健委在GB/T 17219-1998  《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》中，对防护材料的安全性能进行了规定，要求喷涂过的管件进行浸泡测试，浸泡过的水必须符合国家强制标准GB 5749-2006  《生活饮用水卫生标准》中的毒理性要求和水质要求。在国内，每个省级的卫建委和质量监督局都有各自的“卫生行政许可监督管理办法”以及“生活饮用水监督管理办法”，与涂料相关的就是需要对防护材料生产企业进行现场审核，确保工厂的选址、使用的原材料、生产制造过程以及工人素质和健康条件等满足要求。这在很大意义上的确是确保了饮用水的水质。但是输配水的管道和阀门等配件掩埋地下之后，实际的土壤环境下，仅仅一个安装之前管件的浸泡毒理性测试不足以保证长时间的防腐蚀性能。对于涂层，必要的机械性能可以防止涂层经过碰撞时发生开裂、必要的防腐蚀性能可以让管件在掩埋环境下对金属持久的防护作用。并且对于涂料的防护性能还有很重要的一部分体现在喷涂施工上，如何确保正确的前处理、应用正确的施工条件将涂料施工在设备上并固化完全也是目前国内认证体系所缺失的。在不同行业领域中，涉及到输配水方面基本都是有标准所依，但是标准的要求却是参差不齐。在水利工程行业，有一个比较重要的行业标准SL 105-2007  《水工金属结构防腐蚀规范》，标准中对前处理和涂膜的表观、厚度和附着力进行了规定，但没有提及机械性能和耐腐蚀性能。该领域的多个地标DB13T/2802-1028《水利工程铸铁闸门技术规范》、DB32T/2334.3-2013《水利工程施工质量检验与评定规范 第3部分金属结构与水利机械》等，以及国标GB/T 14173-2008 《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》在涉及涂层方面都引用参考了SL 105-2007里的要求。在城市建设行业，两个行业标准CJ/T 120-2016《给水涂塑复合钢管》和CJ/T 216-2005 《给排水用软密封闸阀》对钢管和闸阀用涂料要求：满足不影响水质、厚度、硬度、附着力、卫生性能。标准中也没有提及机械性能和耐腐蚀性能。在钢铁工业领域，GB/T34202-2017《球墨铸铁管、管件以及附件环氧涂层》对铸铁阀门配件用环氧涂料进行了厚度、电击穿、MIBK擦拭、附着力、冲击、压痕、热水浸泡、耐酸耐碱、耐磨、卫生性能要求，除了没有提及耐腐蚀性能，其他都比较全面。在石油天然气行业，对涂层的要求是最严格的，并且内涂和外涂熔融烧结环氧粉末涂料分别做了规定：SY/T 0442-2010《钢制管道熔结环氧粉末内防腐层技术标准》和 SY/T0315-2013《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》。标准中对粉末涂料以及涂层的性能都做了要求：以外涂层为例，粉末性能要求：固化时间、焦化时间、粒度、热特性、密度、磁性物含量；涂层性能要求：外观、热特性、阴极剥离、抗弯曲、抗冲击、粘结面与断面孔隙率、耐刮伤、耐磨、电气强度、提及电阻率、弯曲后涂层耐阴极剥离、耐化学腐蚀。可以说性能要求已经非常全面，可以作为生活饮用水领域用于提高涂层标准的重要参考标准，但是石油的运输要求和危险等级高于水的运输，实际的要求需要进行适当的调整。但是由于国内钢制管道还是以内外涂水泥砂浆加油漆的工艺为主，粉末涂料的应用还需要更多的尝试和配套铸造工艺的开发。目前粉末涂料的应用以阀门、连接件、储水罐等铸铁件为主。综上所述，要想提高生活饮用水的质量，石油天然气管道用的行业标准可以作为提高该领域涂料标准的重要参考，同时结合德国DVGW认证体系、美国NSF认证体系以及澳洲/新西兰AS/NZS4020认证体系，在标准提高的同时，完善认证体系。表1 国内输配水设备用涂料相关标准一览表
 
行业与领域 标准号与标准名称 对涂料性能要求
卫生健康部门 GB 5749-2006  生活饮用水卫生标准 输配水设备和防护材料参考GB/T 17219-1998
GB/T 17219-1998  生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准 浸泡水的卫生要求（铁、锰、铜、锌、重金属、苯酚、氯仿、氟化物等）
水利行业 SL 105-2007  《水工金属结构防腐蚀规范》 表观、膜厚、附着力
DB 13T/2802-1028《水利工程铸铁闸门技术规范》 参考SL 105-2007
DB 32T/2334.3-2013《水利工程施工质量检验与评定规范 第3部分金属结构与水利机械》 参考SL 105-2007
GB/T 14173-2008 《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》 参考SL 105-2007
城建行业 城建行业标准CJ/T 120-2016《给水涂塑复合钢管》 不影响水质、厚度、硬度、附着力、卫生要求（参考GB/T 17219）
城建行业标准CJ/T   216-2005 《给排水用软密封闸阀》 不影响水质、厚度、硬度、附着力、卫生要求（参考GB/T 17219）
钢铁工业领域 GB/T 34202-2017《球墨铸铁管、管件以及附件环氧涂层》 厚度、电击穿、MIBK擦拭、附着力、冲击、压痕、热水浸泡、耐酸耐碱、耐磨、卫生性能
石油天然气 SY/T 0315-2013《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》 粉末性能要求：固化时间、焦化时间、粒度、热特性、密度、磁性物含量
涂层性能要求：外观、热特性、阴极剥离、抗弯曲、抗冲击、粘结面与断面孔隙率、耐刮伤、耐磨、电气强度、提及电阻率、弯曲后涂层耐阴极剥离、耐化学腐蚀
SY/T 0442-2010《钢制管道熔结环氧粉末内防腐层技术标准》 粉末性能要求：固化时间、焦化时间、粒度、热特性、密度、磁性物含量
涂层性能要求：外观、热特性、阴极剥离、耐盐雾、抗弯曲、抗冲击、粘结面与断面孔隙率、耐刮伤、耐磨、电气强度、提及电阻率、弯曲后涂层耐阴极剥离、耐化学腐蚀、耐高温高压
 
重防腐领域粉末涂料标准的现状依照ISO12944-2，大气环境分为C1/C2/C3/C4/C5-I/C5-M不同等级，随着粉末涂料技术的发展，在C3到C5-I的环境下，钢结构上粉末涂料替代油漆存在很多潜在机会。该领域与防腐涂料相关的标准请参见表2。该表中一共列出了37个比较相关的标准，涉及在石油化工、钢铁、交通、石油天然气、能源、建筑等行业，其中直接与粉末涂料相关的只有9个，分别是：GB/T 18593-2010  《熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装》、GB/T 34202-2017  《球墨铸铁管、管件及附件 环氧涂层（重防腐）》、HG/T 5366-2018  《钢筋防腐用粉末涂料》、SY/T 0061-2004  《埋地钢质管道外壁有机防腐层技术规范》、JT/T 600.1/2/3/4以及GB/T18226-2015《公路交通工程钢构件防腐技术条件》，其余皆为液体涂料标准。综合各个标准：对于防腐蚀涂料，比较关键的几个性能有：耐化学介质腐蚀（耐酸、耐碱、耐油）、耐盐雾、耐阴极剥离（采用阴极保护的情况下）、抗氯离子渗透性等，耐高低温交变以及面漆的耐候性能。在公路桥梁以及陆上风电行业标准中较多地参照了GB/T 30790.1给出的涂层体系户外耐久等级。粉末涂料的替代需要从性能要求和涂层体系的耐候等级上入手，对整个行业进行市场和应用成本分析，开拓新的机会。在重防腐领域，客户认知度比较高的一个国际标准是ISO12944。GB/T 30790-2014 整体参照了ISO 12944-1998。两个标准明确指出所有内容不包含粉末涂料。ISO12944-2017版已经发布，GB/T 30790还有待更新。如果在版本更新时候将粉末涂料作为其中一种防腐蚀涂料种类，将对整个粉末涂料行业的发展起到很好的带动作用。当然，在此之前，整个行业以及粉末涂料本身的性能还需要一系列的验证，任重而道远。在化工领域，行业标准HG/T 3668-2009  《富锌底漆》给富锌油漆做了清晰的定义和界定，在钢铁基材上要达到长久的防腐蚀效果，富锌粉末涂料是必不可少的防腐底粉，而粉末涂料在富锌领域的定义和规范化工作也是必不可少的。表2 防腐涂料相关国内标准一览表
行业与领域 标准号与标准名称 主要内容
涂料和颜料 GB/T 30790.1.2.3.4.5.6.7.8-2014  色漆和清漆 防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护（8个独立的标准） 参考ISO 12944-1998,包含了总则、环境分类、设计依据、表面类型和表面处理、防护涂料体系、实验室性能测试方法、涂装的实施和管理以及新建和维护技术规格书的制定8个部分。总则中明确指出不适用于粉末涂料。
GB/T   31586.2-2015  防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护 涂层附着力/内聚力（破坏强度）的评定和验收准则 第2部分：划格试验和划叉试验 等同于ISO16276-2:2007
GB/T 31586.1-2015  防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护 涂层附着力/内聚力（破坏强度）的评定和验收准则 第1部分：拉开法试验 等同于ISO16276-1:2007
金属以及非金属 GB/T 18593-2010  熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装 规定了钢铁等金属材料进行熔融结合环氧粉末涂料的材料、工艺规范、涂层性能和试验方法。
石油化工 GB/T 35490-2017  预应力钢筒混凝土管防腐蚀技术 管道水泥砂浆外表面防腐涂料：无溶剂环氧沥青或者耐候防腐液体涂料体系；管道内壁混凝土表面防腐涂料：液体环氧涂料体系。性能要求：VOC、附着力、耐盐水浸泡性、耐酸性、抗氯离子渗透性、耐人工气候老化等以及卫生要求。
化工 HG/T   3668-2009  富锌底漆 适用于由锌粉、无机或有机油漆基以及固化剂、溶剂等组成的多组分涂料，规定了富锌底漆的分类、要求、试验方法等。不适用于粉末涂料。
HG/T 5060-2016  液化天然气（LNG）储罐用防腐涂料 涂层体系保护年限：普通型和长效型；主要针对多层液体系和性能要求，主要性能：耐酸、耐碱、耐冷热循环、耐盐雾性、耐水性以及候性（氙灯1000hrs、3000hrs）
 
HG/T 4770-2014  电力变压器用防腐涂料 分为变压器内壁、外壁和散热器涂料，针对液体涂料，内壁主要性能要求耐10#变压油、提及电阻系数、击穿强度；外壁和散热器面漆耐水、耐油、耐酸、耐盐雾、耐候等
HG/T   4077-2009  防腐蚀涂层涂装技术规范 针对的是液体涂料
HG/T 5366-2018  钢筋防腐用粉末涂料 主要性能：耐阴极剥离、抗氯离子渗透性、可弯性、与混凝土粘结性、耐盐水、耐盐雾
钢铁工业 GB/T 34202-2017  球墨铸铁管、管件及附件 环氧涂层（重防腐） 规定了厚度、电击穿、MIBK擦拭、附着力、冲击、压痕、热水浸泡、耐酸耐碱、耐磨、卫生性能
石油天然气 SY/T 4106-2016  钢质管道及储罐无溶剂聚氨酯涂料防腐层技术规范 与粉末涂料无关
SY/T 4105-2005  钢制储罐无溶剂聚氨酯涂料内防腐层技术规范 与粉末涂料无关
SY/T 0061-2004  埋地钢质管道外壁有机防腐层技术规范 其中之一为熔接环氧粉末：电绝缘性、耐湿耐水、机械性能、阴极剥离、耐化学性、耐热老化、修补、环保性能等，具体要求参考SY/T   0315
SY/T 5951-1994  环氧酚醛防腐油管技术条件 液体环氧酚醛涂料，主要性能有耐油田回注沸水、耐土酸、耐公文污水、耐酸性介质等化学介质的腐蚀
交通工程
 		 GB/T18226-2015公路交通工程钢构件防腐技术条件 相关的是：对环氧锌基复合涂层以及聚酯涂层的膜厚、附着力、冲击、弯曲、耐盐雾、抗阴极剥离、耐湿热等性能要求
JT/T 733-2008  港口机械钢结构表面防腐涂层技术条件 多层液体涂层体系和性能要求，主要性能：防腐
寿命分为普通型和长效型、以及C3/C4/C5-I/C5-M下不同耐水性、耐盐水性、耐化学品性、耐盐雾性，以及面漆的耐磨性和耐候性
JT/T 722-2008  公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件 涂层体系保护年限：普通型和长效型；主要针对多层液体系和性能要求，主要性能：防滑性、以及在   C3/C4/C5-I/C5-M下不同耐水性、耐盐水性、耐化学品性、耐盐雾性，以及面漆的耐磨性和耐候性
 
JT/T 695-2007  混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件 与粉末涂料无关
JT/T 600.2-2004  公路用防腐蚀粉末涂料及涂层 第2部分：热塑性聚乙烯（PE）粉末涂料及涂层 适用于热塑性PE粉末涂料
JT/T 600.3-2004  公路用防腐蚀粉末涂料及涂层 第3部分：热塑性聚氯乙烯（PVC）粉末涂料及涂层 适用于热塑性PVC粉末涂料
JT/T 600.4-2004  公路用防腐蚀粉末涂料及涂层 第4部分：热固性聚酯（polyester）粉末涂料及涂层 粉体性能：挥发物、密度、粒度、焦化时间、流动性
涂层性能：光泽、硬度、杯突、附着力、耐冲击、抗弯曲耐化学腐蚀、耐盐雾、耐湿热、耐高低温交变、耐候性
JT/T 600.1-2004  公路用防腐蚀粉末涂料及涂层 第1部分：通则 参照了BS EN10245:2001
分为热塑性粉末涂料和热固性粉末涂料；并对涂层的理化性能做了规定：膜厚、附着力、耐冲击、抗弯曲耐化学腐蚀、耐盐雾、耐湿热、耐高低温交变、耐候性
JT/T 810-2011  集装箱涂料
 		 针对钢制集装箱外三层涂膜体系、箱内两层涂膜体系以及用于底架的改性环氧底架漆。主要性能：耐候（600hrs）前后附着力和耐冲击、氖弯曲性、耐盐雾600hrs和耐盐水性
能源行业 NB/T 42037-2014  防腐电缆桥架 镀锌加涂层工艺：耐盐雾、耐酸碱、耐候
建筑与钢结构 JG/T 224-2007  建筑用钢结构防腐涂料 适用于大气环境下建筑钢结构防护用底漆、中间漆和面漆以及大气环境下其他钢结构用底漆、中间漆和面漆。不适用于粉末涂料。
地方标准 DB50/T 704-2016  陆上风力发电机组 钢结构零部件 防腐蚀保护技术规范 适用于多层液体防护体系，耐久性15年。主要性能要求为附着力、冲击、弯曲，以及C3/C4/C5-I环境下不同的耐候、耐盐雾、耐盐水和耐凝露性要求
DB33/T 841-2011  桥梁钢结构防腐蚀工程施工工艺及质量验收规范 多层液体涂层体系和性能要求，主要性能：防腐寿命、耐水性、耐盐水性、耐化学品性、耐盐雾性，以及面漆的耐磨性和耐候性
国家强制标准 GB 30981-2014  建筑钢结构防腐涂料中有害物质限量 主要规定VOC限量和重金属限量
 
结论
 
粉末涂料作为环境友好型涂料，被列入了《低挥发性有机物涂料》。但是依旧需要被更多的社会人士所认知，才能更好的推动粉末涂料的发展，才能成功进入国家发改委《产业结构调整目录 2019 本》中“鼓励类产业”。解决粉末涂料标准短缺的形势需要“你、我、他”的共同参与和支持。
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